【摘要】：本文以Al-12 wt.%Si-4 wt.%Cu-2 wt.%Mn新型耐熱鋁合金中粗大的初生富Mn相為研究對(duì)象,通過(guò)控制凝固冷卻速度、添加Al-2La-1B中間合金細(xì)化劑以及添加合金元素Cr對(duì)初生富Mn相進(jìn)行了組織調(diào)控。使用OM、SEM-EDS、TEM-EDS/SAD、DSC以及拉伸實(shí)驗(yàn)等分析測(cè)試手段研究了不同形態(tài)初生富Mn相的結(jié)構(gòu)特征以及初生富Mn相組織調(diào)控對(duì)合金力學(xué)性能的影響。通過(guò)控制凝固冷卻速度,研究了凝固過(guò)程各階段的初生富Mn相的晶體結(jié)構(gòu)特征和相的出現(xiàn)順序以及冷卻速度對(duì)兩種不同初生富Mn相的形成過(guò)程的影響。結(jié)果表明,該系合金在凝固過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)的兩種迥異的初生富Mn相,一種是細(xì)桿狀A(yù)l_(13)Mn_4Si_8相(簡(jiǎn)單四方結(jié)構(gòu),a=b=1.240nm,c=0.489nm),另一種是樹枝狀A(yù)l_(15)Mn_3Si_2相(簡(jiǎn)單立方結(jié)構(gòu),a=1.253nm)。首次發(fā)現(xiàn)并確定了Al_(13)Mn_4Si_8相。通過(guò)液淬實(shí)驗(yàn)組織觀察證明了兩種初生富Mn相之間存在包晶反應(yīng):L+Al_(13)Mn_4Si_8→Al_(l5)Mn_3Si_2,并且發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)受冷卻速度影響很大,快的冷卻速度抑制該反應(yīng),而慢的冷卻速度促進(jìn)該反應(yīng)。利用E2EM模型預(yù)測(cè)了LaB_6相與初生Al_(13)Mn_4Si_8相之間的位向關(guān)系,并考察了添加1.0 wt.%的Al-2La-1B中間合金細(xì)化劑對(duì)合金中初生富Mn相組織特征以及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,LaB_6相與初生Al_(13)Mn_4Si_8相之間具有良好的位向匹配關(guān)系,前者可作為后者的有效形核基底。1.0 wt.%的Al-2La-1B中間合金的添加將合金中出現(xiàn)的初生富Mn相全部細(xì)化為短桿狀或塊狀A(yù)l_(13)Mn_4Si_8相,并且抑制了包晶反應(yīng)的進(jìn)行。但組織調(diào)控后合金力學(xué)性能并未得到改善。系統(tǒng)考察了Cr的添加(0.5 wt.%,1.0 wt.%,1.5 wt.%)對(duì)合金中初生富Mn相組織特征和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,添加Cr能促進(jìn)包晶反應(yīng),并且使Al_(l5)Mn_3Si_2相得到明顯細(xì)化。Cr含量為1.0 wt.%時(shí)合金的強(qiáng)度達(dá)到最大,常溫和350~oC高溫抗拉強(qiáng)度分別為279MPa和106MPa,但當(dāng)合金中Cr含量增加到1.5 wt.%時(shí),合金中的鑄造缺陷明顯增加,力學(xué)性能下降。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG146.21
【圖文】：

緒論的研究主要集中在制備工藝和細(xì)化現(xiàn)象的研究上。Li et al[89]通過(guò)熔體反應(yīng)制備 Al-3LaB6中間合金，并研究了不同反應(yīng)溫度對(duì)顆粒的影響，發(fā)現(xiàn)隨著反應(yīng)溫度的增加 LaB6顆粒尺寸增加，并且反應(yīng)中未出現(xiàn)其他的相。他們還研究了不同形態(tài)的 LaB6顆粒對(duì)合金高溫力學(xué)性能的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)向 A3金中添加 3.0wt.%的 Al-3LaB6時(shí)，合金在 300oC 下高溫下的力學(xué)性能達(dá)到最優(yōu)。同據(jù) LaB6顆粒與 -Al 相之間具有相似的晶體結(jié)構(gòu)和晶格常數(shù)（圖 1-1 所示），利用 E2E型計(jì)算了 LaB6顆粒與 -Al 之間的位向關(guān)系，并通過(guò)在 720oC 時(shí)向工業(yè)純鋁中添加 t.%的 A-5LaB6，發(fā)現(xiàn) -Al 被細(xì)化成細(xì)小等軸晶，證明了 Al-La-B 中間合金對(duì) -Al良好的細(xì)化效果。他們還指出 LaB6顆粒具有良好的熱穩(wěn)定性，在 2700oC 下仍能穩(wěn)在[90]。

技術(shù)路線示意圖

實(shí)驗(yàn)室用鋁合金熔煉及真空靜置除氣裝置[49]

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7 李楠;雷健;饒牧成;;耐熱鋁合金鹽芯活塞的開發(fā)[A];2007中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2007年

8 ;JNRLH60/LB1A-630/45-45/7鋁包鋼芯耐熱鋁合金絞線[A];電力行業(yè)科學(xué)技術(shù)成果鑒定項(xiàng)目成果匯編(2012)[C];2013年

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本文編號(hào)：2781896